CN117105783A - R-3-酰氧基-烷酸的合成方法、中间体及应用 - Google Patents

R-3-酰氧基-烷酸的合成方法、中间体及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种R‑3‑酰氧基‑烷酸的合成方法、中间体及应用。本发明公开了一种式Ic化合物,其中,R1是C6‑20烷基,R2是C1‑C6烷基、C6‑C10芳基、C7‑C10芳烷基或者羟基保护基团。式Ic化合物作为中间体可以用于合成R‑3‑酰氧基‑烷酸(MPLA酰基链中间体)。本发明提供的R‑3‑酰氧基‑烷酸的合成方法成本低、收率高、适合商业化生产。

Description

R-3-酰氧基-烷酸的合成方法、中间体及应用
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域,尤其涉及一种R-3-酰氧基-烷酸(MPLA酰基链中间体)的合成方法、中间体及应用。
背景技术
单磷酰脂质A(Monophosphoryl lipid A,MPLA)是脂多糖(革兰氏阴性细菌外膜的组成部分)的一种化学衍生物,其毒性水平仅为脂多糖的约0.1%,但具有相当的免疫刺激活性,所以被广泛用作疫苗、过敏药物和免疫疗法的佐剂,用以增强免疫反应。MPLA通过Toll样受体4(toll-like receptor4,TLR4)激活天然免疫系统,可直接激活表达TLR4的抗原提呈细胞(antigen-presenting cell,APC),刺激细胞因子的分泌和协同刺激分子(costimulatory molecules)的表达。且MPLA可协助在小鼠诱导产生γ-干扰素的T淋巴细胞,并促使B淋巴细胞发生产生IgG2a/c抗体的类别转换。
博奥米拉公司在专利WO2001036433A3中报道了MPLA的全合成路线思路,为MPLA商业化有机合成提供了依据参考。在专利中,详细介绍了MPLA的合成过程,其中R-3-酰氧基-十四烷酸是MPLA的关键组成部分,其中合成的难点在于其公用中间体R-3-羟基-十四烷酸的手性合成问题,专利中报道的方法采用的是采用脱氢松香胺与消旋体的3-羟基-十四烷酸成盐之后对其进行手性拆分,然后游离出来得到公用中间体R-3-羟基-十四烷酸。此方法最终得到了95%e.e(enantiomeric excess,对映体过量)的手性分子,但其采用此方法拆分后的收率仅为15%,在商业化生产中存在很大问题。
因此,需要开发出成本低、收率高、适合商业化生产的合成新方法。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明开发了一种新的R-3-酰氧基-烷酸的合成方法,该方法成本低、收率高、适合商业化生产。
在第一方面,本发明提供一种式Ic化合物,其结构如下所示:
其中,R1是C6-20烷基,R2是C1-C6烷基、C6-C10芳基、C7-C10芳烷基或者羟基保护基团。
在一些实施方式中,R1是C10-16烷基。在一些实施方式中,R1是C10-16直链烷基。在一些实施方式中,R1是C10-12烷基。在一些实施方式中,R1是C10-12直链烷基。在一些实施例中,R1是C11直链烷基。
在一些实施方式中,R2是苄基。
在一些实施方式中,式Ic化合物选自如下化合物:
式Ic化合物作为中间体可以用于合成R-3-酰氧基-烷酸(MPLA酰基链中间体)。
在第二方面,本发明提供了一种如上所述的式Ic化合物的合成方法,该合成方法包括将式Ib化合物在催化剂存在下进行还原反应,生成式Ic化合物,
其中对R1和R2的限定同式Ic化合物。
在一些实施方式中,所述催化剂为[(R)-(+)-2,2'-双(二苯基磷)-1,1'-联萘]二氯化钌。以[(R)-(+)-2,2'-双(二苯基磷)-1,1'-联萘]二氯化钌作为催化剂可以高收率地获得R-3-羟基构型化合物。
在一些实施方式中,所述还原反应在加氢条件下进行,氢气的压力可以为1.1atm-10atm,优选2atm-6atm,例如3atm-5atm。
在一些实施方式中,所述还原反应在醇类溶剂优选甲醇中进行。在一些实施方式中,所述还原反应的温度可以为40-60℃。
在一些实施方式中,所述方法还包括步骤1:将式Ia化合物与式If化合物反应,生成式Ib化合物,
其中,对R1和R2的限定同式Ic化合物。
在一些实施方式中,步骤1中,所述反应在N,N'-羰基二咪唑(CDI)、异丙基氯化镁和溶剂存在下进行。在一些实施方式中,步骤1包括:式Ia化合物与溶剂和N,N'-羰基二咪唑混合,形成反应液1;在-5℃至5℃,向式If化合物与溶剂的混合物中加入异丙基氯化镁,加热50-65℃,反应0.1-1小时;得反应液2;将反应液2加入到反应液1中,进行反应。
在第三方面,本发明还提供了一种R-3-酰氧基-烷酸的合成方法,R-3-酰氧基-烷酸如式I所示:
所述合成方法包括步骤2:将如上所述的式Ic化合物与式Ig化合物反应,生成式Ie化合物,
和步骤3:将式Ie化合物还原或者脱保护,生成式I化合物,
其中,对R1和R2的限定同式Ic化合物,R3是C6-20烷基,X为卤素,优选氯或溴。
在一些实施方式中,R3是C10-16烷基。在一些实施方式中,R3是C10-16直链烷基。在一些实施方式中,R3是C10-16直链烷基,例如C10直链烷基、C11直链烷基、C12直链烷基、C13直链烷基、C14直链烷基或C15直链烷基等。
在一些实施方式中,步骤2中,所述反应在有机碱和醚类溶剂中进行。
在一些实施方式中,步骤3中,所述脱保护在氢气、溶剂存在下进行。优选所述溶剂为乙酸乙酯和醇,更优选所述醇为乙醇。
在一些实施方式中,所述方法还包括步骤1:将式Ia化合物与式If化合物反应,生成式Ib化合物,
其中,对R1和R2的限定同式Ic化合物。
在一些实施方式中,步骤1中,所述反应在N,N'-羰基二咪唑(CDI)、异丙基氯化镁和溶剂存在下进行。在一些实施方式中,步骤1包括:式Ia化合物与溶剂和N,N'-羰基二咪唑混合,形成反应液1;在-5℃至5℃,向式If化合物与溶剂的混合物中加入异丙基氯化镁,加热50-65℃,反应0.1-1小时;得反应液2;将反应液2加入到反应液1中,进行反应。
在一些实施方式中,所述合成方法还包括将式Ib化合物在催化剂存在下进行还原反应,生成式Ic化合物,
其中对R1和R2的限定同式Ic化合物。
在一些实施方式中,所述催化剂为[(R)-(+)-2,2'-双(二苯基磷)-1,1'-联萘]二氯化钌。以[(R)-(+)-2,2'-双(二苯基磷)-1,1'-联萘]二氯化钌作为催化剂可以高收率地获得R-3-羟基构型化合物。
在一些实施方式中,所述还原反应在加氢条件下进行,氢气的压力可以为1.1atm-10atm,优选2atm-6atm,例如3atm-5atm。
在一些实施方式中,所述还原反应在醇类溶剂优选甲醇中进行。在一些实施方式中,所述还原反应的温度可以为40-60℃。
在一些实施方式中,式I化合物的合成方法的路线如下所式:
此外,本发明还提供了式Ib化合物,其结构如下所示:
其中,对R1和R2的限定同式Ic化合物。
本发明的有益效果在于,R-3-羟基构型化合物的收率可以提高到70%以上,R-3-酰氧基-烷酸合成整体收率高,比现有技术收率得到显著提供;此外,在纯度上其e.e值可达到97-99%,在纯度上提供了更多的保证。
附图说明
图1为根据本发明实施方式的合成路线。
图2是实施例合成的链1化合物的1HNMR谱图。
图3是实施例合成的链2化合物的1HNMR谱图。
图4是实施例合成的链3化合物的1HNMR谱图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述具体实施方式仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例:
实施例采用的合成路线如图1所示。
实施例1:化合物b的合成:
氮气保护下,在25℃下将十二烷酸95g溶解于950ml四氢呋喃中;加冰降温至10℃,加入CDI 84.59g,撤冰,25℃反应2h得到反应液1;氮气保护下,在25℃下将丙二酸单苯甲酯111.51g溶解于950ml四氢呋喃中,加冰降温至0℃,滴加异丙基氯化镁570ml,撤冰,0℃反应0.5h,加热到60℃反应0.5h得到反应液2;加冰降温至0℃,向反应液2中滴加反应液1,25℃反应18h;向反应瓶中加入1N盐酸水溶液1900ml,搅拌10分钟,静置10分钟,分液;下层有机相加5%碳酸氢钠水溶液1900ml,搅拌10分钟,静置10分钟,分液;下层有机相加10%氯化钠水溶液1900ml,搅拌10分钟,静置10分钟,分液;有机相拌硅胶,通过正相硅胶柱纯化,正庚烷:乙酸乙酯(体积比)50:1到30:1洗脱,得到111.9g产品化合物b,收率71%。
实施例2:共用中间体化合物c的合成:
在25℃下将化合物b 111.9g,[(R)-(+)-2,2'-双(二苯基磷)-1,1'-联萘]二氯化钌13.26g溶解于1110ml甲醇中;封闭反应釜,加压氢气5atm;升温至55℃,反应24h;反应液抽滤,滤液减压浓缩拌硅胶;通过正相硅胶柱纯化,正庚烷:乙酸乙酯(体积比)50:1到10:1洗脱,得到78.2g产品化合物c,收率70%。98.9%e.e.1H NMR(300MHz,Chloroform-d)δ7.36(s,4H),5.16(s,2H),4.02(tt,1H),2.63–2.41(m,2H),1.33–1.21(m,24H),0.89(d,3H).
实施例3化合物d的合成:
氮气保护下,在25℃下将化合物c 12.8g,溶于256mL二氯甲烷;氮气保护下,在25℃下加入吡啶9.08g;DMAP 440mg;加冰降温到0℃,滴加月桂酰氯9.22g。撤冰,25℃反应15小时。向反应瓶中加入5%碳酸氢钠水溶液256mL,搅拌10分钟,静置10分钟,分液;下层有机相加1N盐酸水溶液256mL,搅拌10分钟,静置10分钟,分液;下层有机相加10%氯化钠溶液水溶液256mL,搅拌10分钟,静置10分钟,分液;有机相拌硅胶,通过正相硅胶柱纯化,正庚烷:乙酸乙酯100:1到80:1洗脱;得到14.9g白色油状物产品,收率为74%。
实施例4链1化合物的合成
氮气保护下,在25℃下将化合物d 14.9g溶于150mL乙酸乙酯:乙醇=1:1混合溶液中;氮气保护下,在25℃下加入Pd/C 1.49g(10wt%);置换氢气三次,氢气环境下室温反应2小时;反应液抽滤,滤液减压浓缩拌硅胶;通过正相硅胶柱纯化,正庚烷:乙酸乙酯(体积比)30:1到1:1洗脱;得到9g产品,收率为73%。1H NMR(300MHz,Chloroform-d)δ5.21(p,1H),2.71–2.50(m,2H),2.28(t,2H),1.68–1.52(m,1H),1.27(d,35H),0.93–0.83(m,6H),如图2所示。
实施例5化合物e的合成:
氮气保护下,在25℃下将化合物c 40g溶于800mL二氯甲烷;氮气保护下,在25℃下加入吡啶28.38g;DMAP1.45 g;加冰降温到0℃,滴加十四酰氯32.47g。撤冰,25℃反应15小时;向反应瓶中加入5%碳酸氢钠水溶液800mL,搅拌10分钟,静置10分钟,分液;下层有机相加1N盐酸水溶液800mL,搅拌10分钟,静置10分钟,分液;下层有机相加10%氯化钠溶液水溶液800mL,搅拌10分钟,静置10分钟,分液;有机相拌硅胶,通过正相硅胶柱纯化,正庚烷:乙酸乙酯(体积比)100:1到80:1洗脱,得到50.3g白色油状物产品,收率为77%。
实施例6链2化合物的合成:
氮气保护下,在25℃下将化合物e 50.3g溶于503mL乙酸乙酯:乙醇=1:1(体积比)混合溶液中;氮气保护下,在25℃下加入Pd/C5.03 g(10wt%);置换氢气三次,氢气环境下室温反应2小时;反应液抽滤,滤液减压浓缩拌硅胶;通过正相硅胶柱纯化,正庚烷:乙酸乙酯(体积比)30:1到1:1洗脱;得到28g产品,收率为66%。1HNMR(400MHz,Chloroform-d)δ5.21(tt,1H),2.68–2.52(m,2H),2.28(t,2H),1.59(dd,4H),1.34–1.23(m,40H),1.50–1.08(m,0H),1.20(s,0H),1.48–0.96(m,0H),0.92–0.84(m,5H),如图3所示。.
实施例7化合物f的合成:
氮气保护下,在25℃下将化合物c 25g溶于500mL二氯甲烷;氮气保护下,在25℃下加入吡啶22.60g;DMAP 913mg;加冰降温到0℃,滴加十六酰氯17.74g。撤冰,25℃反应15小时。向反应瓶中加入5%碳酸氢钠水溶液500mL,搅拌10分钟,静置10分钟,分液;下层有机相加1N盐酸水溶液500mL,搅拌10分钟,静置10分钟,分液;下层有机相加10%氯化钠溶液水溶液500mL,搅拌10分钟,静置10分钟,分液;有机相拌硅胶,通过正相硅胶柱纯化,正庚烷:乙酸乙酯(体积比)100:1到80:1洗脱;得到32.9g白色油状物产品,收率为76%。
实施例8链3化合物的合成
氮气保护下,在25℃下将化合物f32.9 g溶于329mL乙酸乙酯:乙醇=1:1(体积比)混合溶液中;氮气保护下,在25℃下加入Pd/C 3.29g(10wt%);置换氢气三次,氢气环境下室温反应2h;反应液抽滤,滤液减压浓缩拌硅胶;通过正相硅胶柱纯化,正庚烷:乙酸乙酯(体积比)30:1到1:1洗脱;得到18g产品,收率为65%。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ5.26–5.15(m,1H),2.68–2.52(m,2H),2.28(t,2H),1.60(t,3H),1.25(s,38H),0.88(t,5H),如图4所示。
本发明以[(R)-(+)-2,2'-双(二苯基磷)-1,1'-联萘]二氯化钌作为催化剂,采用还原羰基的方法,将合成R-3-羟基构型化合物收率提高到70%,三个R-3-酰氧基-十四烷酸合成整体收率在17-24%,相比现有技术得到显著提高。另外在纯度上其e.e值可达到97-99%,在纯度上提供了更多的保证。
应当注意的是,以上所述的实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述,但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇,而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改,以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例,但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例,相反,本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (10)

1.式Ic化合物,其结构如下所示:
其中,R1是C6-20烷基,R2是C1-C6烷基、C6-C10芳基、C7-C10芳烷基或者羟基保护基团。
2.根据权利要求1所述的式Ic化合物,其特征在于,R1是C10-12烷基,优选C10-12直链烷基;R2是苄基。
3.一种权利要求1或2所述的式Ic化合物的合成方法,包括将式Ib化合物在催化剂存在下进行还原反应,生成式Ic化合物,
其中,R1是C6-20烷基,R2是C1-C6烷基、C6-C10芳基、C7-C10芳烷基或者羟基保护基团,
所述催化剂为[(R)-(+)-2,2'-双(二苯基磷)-1,1'-联萘]二氯化钌,和/或所述还原反应在加氢条件下进行。
4.根据权利要求3所述的合成方法,其特征在于,所述还原反应的条件包括:加氢1.1-10atm,温度40-60℃,在醇类溶剂优选甲醇中进行。
5.一种R-3-酰氧基-烷酸的合成方法,R-3-酰氧基-烷酸如式I所示,
所述方法包括:
步骤2:将权利要求1或2所述的式Ic化合物与式Ig化合物反应,生成式Ie化合物,
以及
步骤3:将式Ie化合物还原或者脱保护,生成式I化合物,
其中,对R1和R2的限定同式Ic化合物,R3是C6-20烷基,X为卤素,优选氯或溴。
6.根据权利要求5所述的合成方法,其特征在于,R1是C10-12烷基,R2是苄基,R3是C10-20烷基。
7.根据权利要求5所述的合成方法,其特征在于,步骤2中,所述反应在有机碱和醚类溶剂中进行;
步骤3中,所述脱保护在氢气、溶剂存在下进行,优选所述溶剂为乙酸乙酯和醇,更优选所述醇为乙醇。
8.根据权利要求5所述的合成方法,其特征在于,所述方法还包括步骤1:将式Ia化合物与式If化合物反应,生成式Ib化合物,
优选地,还包括将式Ib化合物在催化剂存在下进行还原反应,生成式Ic化合物,
其中,R1是C6-20烷基,R2是C1-C6烷基、C6-C10芳基、C7-C10芳烷基或者羟基保护基团,
所述催化剂为[(R)-(+)-2,2'-双(二苯基磷)-1,1'-联萘]二氯化钌,和/或所述还原反应在加氢条件下进行。
9.根据权利要求8所述的合成方法,其特征在于,步骤1中,所述反应在N,N'-羰基二咪唑(CDI)、异丙基氯化镁和溶剂存在下进行,
优选地,步骤1包括:
式Ia化合物与溶剂和N,N'-羰基二咪唑混合,形成反应液1;
在-5℃至5℃,向式If化合物与溶剂的混合物中加入异丙基氯化镁,加热50-65℃,反应0.1-1小时;得反应液2;
将反应液2加入到反应液1中,进行反应。
10.式Ib化合物,其结构如下所示:
其中,R1是C6-20烷基,R2是C1-C6烷基、C6-C10芳基、C7-C10芳烷基或者羟基保护基团,
优选地,R1是C10-12烷基,R2是苄基。
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